交流永磁同步电机结构与工作原理
单相交流永磁同步电机工作原理及结构
单相交流永磁同步电机工作原理及结构
单相交流永磁同步电机是一种利用单相交流电源驱动，通过永磁体和交流电源的磁场作用实现转子转动的电机。
工作原理：
1. 永磁体磁场产生：单相交流永磁同步电机的永磁体通常采用稀土永磁材料，如钕铁硼磁铁。
永磁体通过磁化工艺形成一个稳定的磁场，产生的磁场不受外部电源的影响。
2. 驱动电源提供旋转磁场：单相交流电源通过特殊的电路将输入电压分成两个90度相位差的信号，一个信号用于驱动电机的发动机（即线圈），另一个信号与永磁体磁场产生的磁场之间产生相对转位的磁场。
这样就形成了一个旋转磁场，作用于电机的转子。
3. 磁场作用于转子：由于电机的转子上装有永磁体，当旋转磁场作用于转子时，转子受到电磁力的作用，开始旋转。
结构：
单相交流永磁同步电机由永磁体、转子、定子、定子线圈和电机外壳组成。
1. 永磁体：永磁体通常采用钕铁硼等稀土磁材料，产生一个稳定的磁场。
2. 转子：转子是电机的旋转部分，通常由永磁体和轴承组成。
当旋转磁场作用于转子时，转子会受到电磁力的作用，开始转动。
3. 定子：定子是电机的静止部分，通常由定子铁心和定子线圈组成。
定子线圈根据特定的绕组方式连接到电源，产生的磁场与转子磁场相互作用，实现转矩的传递。
4. 电机外壳：电机外壳是保护电机内部部件的外部结构，同时也可以起到散热和隔离的作用。
以上就是单相交流永磁同步电机的工作原理及结构。
它具有结构简单、体积小、效率高、输出功率稳定等特点，在家电、办公设备、工业自动化等领域得到广泛应用。
交流永磁同步电机原理
交流永磁同步电机原理
永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的同步电机，其工作原理是利用磁场的同步作用来实现电机转动。
与其他电机相比，永磁同步电机具有高效率、高功率密度、响应速度快等特点。
永磁同步电机的主要构成部分包括永磁体、绕组、定子和转子。
其中，永磁体产生恒定的磁场，绕组通过电流产生与永磁体的磁场相互作用的磁场，定子是绕组的载体，转子则由绕组中的电流产生的磁场所驱动。
当永磁同步电机通电时，定子绕组产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，形成转矩，从而使电机转动。
在电机运行过程中，定子绕组的磁场会随着电流的变化而产生旋转磁场，而永磁体的磁场是恒定的。
这时，转子会受到磁场的作用力，产生电动势，从而形成反电动势。
反电动势的作用下，电机的电流会逐渐减小，直到电机达到稳定运行状态。
永磁同步电机的转速主要受到电源频率和极对数的影响。
电源频率较高时，电机的转速也会相应增加；极对数减少时，电机的转速也会增加。
此外，电机的转速还受到负载的影响。
当电机承载较大时，转速会下降；相反，当电机承载较小时，转速会增加。
总的来说，永磁同步电机利用永磁体产生的恒定磁场与定子绕组产生的旋转磁场相互作用，从而实现电机的转动。
这是一种高效、高性能的电机，广泛应用于工业、交通等领域。
永磁同步电机的工作原理
永磁同步电机的工作原理永磁同步电机是一种常见的三相交流电机，其工作原理是利用电磁感应原理和磁场互作用来实现转动。
永磁同步电机的主要组成部分包括转子、定子和永磁体。
首先，我们来看看永磁同步电机的转子。
转子是由一个或多个磁极组成的，每个磁极都由同样数量的永磁体组成，这些永磁体通常是强大的永磁体材料，如钕铁硼或钴磁体。
转子的磁极可以是表面贴有永磁体的平面杆，也可以是插入在转子内部的块状永磁体。
当电流通过转子绕组时，通过转子磁极产生的磁场会与定子的磁场相互作用，从而产生转矩。
接下来，我们来看看永磁同步电机的定子。
定子由三个相互隔离的绕组组成，每个绕组都包含若干个线圈。
这三个绕组分别为A相、B相和C相，它们相互平衡且被120度电角度分开，这就产生了旋转磁场。
当电流通过定子绕组时，会通过电磁感应原理产生一个旋转磁场，这个旋转磁场与转子的磁场相互作用，形成一个转矩。
在永磁同步电机中，为了确保定子绕组和转子绕组之间的磁场相互作用，需要保持定子绕组中的电流与转子磁场的同步。
为了实现这个同步，需要一个控制系统来控制转矩、转速和转子位置。
控制系统通常由传感器和控制器组成，传感器用于测量电流、转速和转子位置，控制器则根据这些测量值来控制定子绕组中的电流。
当定子绕组中的电流与转子磁场同步时，定子绕组中的电流产生的旋转磁场与转子的磁场相互作用，这样就产生了转矩，从而驱动转子运动。
由于定子绕组和转子磁场的同步，永磁同步电机具有高效率、高功率因数和快速响应的特点，因此在许多应用中得到广泛应用，如电动车、机床、电网调节等。
总之，永磁同步电机的工作原理是利用电磁感应原理和磁场互作用来实现转动。
通过控制系统的控制，可以实现定子绕组中的电流与转子磁场的同步，从而产生转矩，驱动转子运动。
永磁同步电机具有高效率、高功率因数和快速响应的优点，在许多应用中得到广泛应用。
交流永磁同步电动机工作原理
交流永磁同步电动机工作原理交流永磁同步电动机是一种具有高效率、高性能和高可靠性的电动机。
它采用永磁体作为励磁源，与传统的异步电动机相比，具有更高的功率因数、更低的损耗和更小的体积。
交流永磁同步电动机的工作原理可以简单描述为：当电动机通电后，电流经过控制器流向永磁体，激发出磁场。
同时，控制器通过传感器获取电动机转子位置信息，并根据这些信息来控制电流的方向和大小，使得转子与永磁体之间产生磁场的相互作用，从而驱动电动机的转子旋转。
具体来说，交流永磁同步电动机的工作原理可以分为以下几个方面：1. 磁场产生：交流永磁同步电动机的永磁体通常由稀土永磁材料制成，具有较高的磁导率和磁能密度。
当电流通过永磁体时，会在永磁体内产生一个稳定的磁场。
2. 磁场定向：控制器通过传感器获取电动机转子位置信息，并根据这些信息来控制电流的方向和大小。
通过调节电流的大小和方向，控制器可以使得电动机的转子与永磁体之间产生磁场的相互作用，从而实现电动机的转动。
3. 磁场同步：交流永磁同步电动机的转子磁场与永磁体的磁场同步运动。
当电动机的转子磁场与永磁体的磁场同步时，转子会受到磁场力的作用，从而产生转矩，驱动电动机的转动。
4. 转子运动：电动机的转子在受到磁场力的作用下，开始旋转。
由于电动机的转子是通过永磁体产生的磁场来驱动的，因此电动机的转子速度与磁场的转速是同步的。
交流永磁同步电动机利用上述工作原理，具有许多优点。
首先，由于使用永磁体作为励磁源，电动机的功率因数较高，可以提高电动机的效率。
其次，由于永磁体具有较高的磁导率和磁能密度，电动机的体积较小，适用于空间受限的场合。
此外，永磁体的磁场稳定性较好，电动机具有较高的可靠性和稳定性。
需要注意的是，在交流永磁同步电动机的工作过程中，控制器起着关键的作用。
控制器通过传感器获取转子位置信息，并根据这些信息来控制电流的方向和大小，从而实现电动机的正常运行。
控制器的设计和优化对于电动机的性能和效率具有重要影响。
永磁同步电机详细讲解
永磁同步电机详细讲解永磁同步电机是一种使用永磁体作为励磁源的同步电机。
相比传统的感应电机，永磁同步电机具有更高的效率和更好的动态响应特性。
本文将详细介绍永磁同步电机的工作原理、结构特点及应用领域。
一、工作原理永磁同步电机的工作原理基于磁场的相互作用，在电机内部的定子和转子之间形成电磁耦合。
定子上的三相绕组通电时产生旋转磁场，而转子上的永磁体则产生恒定的磁场。
由于磁场的相互作用，转子会受到定子磁场的作用力，从而实现转动。
二、结构特点永磁同步电机的结构相对简单，主要包括定子、转子和永磁体。
定子是电机的固定部分，通常由铜线绕成的线圈组成。
转子则是电机的旋转部分，通常由永磁体和铁芯构成。
永磁体通常采用稀土永磁材料，具有较高的磁能密度和磁能积。
三、应用领域永磁同步电机在工业和交通领域有广泛的应用。
在工业领域，它常被用于驱动压缩机、泵和风机等设备，因为它具有高效率和良好的负载适应性。
在交通领域，永磁同步电机被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中，以实现高效率和低排放。
在电动汽车中，永磁同步电机可以提供高效的动力输出，使汽车具有更长的续航里程和更好的加速性能。
同时，由于永磁同步电机没有电刷和换向器等易损件，可靠性也较高。
在混合动力汽车中，永磁同步电机可以与发动机协同工作，实现能量的高效转换和回收。
永磁同步电机还被应用于风力发电和太阳能发电等可再生能源领域。
它可以将风能或太阳能转化为电能，并提供给电网使用。
永磁同步电机具有高效率、良好的动态响应特性和可靠性高的特点，因而在工业和交通领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，永磁同步电机的性能还将进一步提升，为人们的生活和工作带来更多便利。
永磁同步发电机的结构和工作原理
永磁同步发电机的结构和工作原理1. 结构
永磁同步发电机由以下几个主要组成部分构成：
1.1 转子
- 转子是永磁同步发电机主要的转动部件；
- 转子上附着着磁铁或永磁体，产生磁场；
- 转子可分为内转子和外转子两种类型。
1.2 定子
- 定子是永磁同步发电机中固定的部件；
- 定子上布置有线圈，产生旋转磁场；
- 定子可分为内定子和外定子两种类型。
1.3 接线盒
- 接线盒用于连接定子线圈和外部电路；
- 接线盒通常位于发电机的外部。
1.4 轴承
- 轴承用于支撑转子；
- 轴承可以是滚动轴承或滑动轴承。
1.5 终端盒
- 终端盒用于连接发电机输出端和外部电路；
- 终端盒通常位于发电机的外部。
2. 工作原理
永磁同步发电机利用磁场的作用原理进行发电，其工作原理如下：
1. 当外部励磁电流流过转子上的磁铁时，转子产生磁场；
2. 由于转子上的磁场与定子上的线圈磁场相互作用，产生转子在定子中旋转的力；
3. 定子上的线圈通过不断交流变化的电流产生旋转磁场；
4. 旋转磁场与转子上的磁场相互作用，使转子保持旋转状态；
5. 由于转子的旋转，发电机产生交流电。
综上所述，永磁同步发电机通过转子和定子之间的磁场相互作用产生电能输出。
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以上是关于永磁同步发电机的结构和工作原理的简要介绍。
如需进一步了解，请参考相关资料或参考专业领域的研究成果。
三相交流永磁同步电机工作原理
一、概述三相交流永磁同步电机是一种广泛应用于工业和家用领域的电动机，其具有高效率、高可靠性和良好的动态特性等优点。
了解其工作原理对于工程师和技术人员来说十分重要。
本文将介绍三相交流永磁同步电机的工作原理及其相关知识。
二、三相交流永磁同步电机的结构1. 三相交流永磁同步电机由定子和转子两部分组成。
2. 定子上布置有三组对称的绕组，相位角相互相差120度，通过三个外接电源输入相位相同但是相位差120°的交流电，产生一个与该交流电相位速度同步的旋转磁场。
3. 转子上有一组永磁体，产生一个恒定的磁场。
三、三相交流永磁同步电机的工作原理1. 三相交流电源提供了旋转磁场，使得转子上的永磁体受到作用力。
2. 转子上的永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，驱动机械装置工作。
3. 根据洛伦兹力的作用原理，当转子转动时，永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，这就是永磁同步电机产生动力的原理。
四、三相交流永磁同步电机的控制方法1. 空载时，调节供电频率和电压等参数，使得永磁同步电机的转速等于旋转磁场的转速。
2. 负载时，通过改变电源提供的电压和频率，调节永磁同步电机的转速。
五、三相交流永磁同步电机的应用领域1. 工业生产线上的传动设备，如风机、泵、压缩机等。
2. 家用电器，如洗衣机、空调、电动车等。
六、结语通过本文的介绍，我们可以了解到三相交流永磁同步电机的结构、工作原理和控制方法等方面的知识。
掌握这些知识可以帮助工程师和技术人员更好地设计、应用和维护三相交流永磁同步电机，促进其在工业和家用领域的广泛应用。
七、三相交流永磁同步电机的优势1. 高效性能：三相交流永磁同步电机的永磁体产生恒定磁场，与旋转磁场同步工作，因此具有高效率和较低的能耗。
2. 高动态响应：由于永磁同步电机的磁场是固定且稳定的，因此可以实现快速响应和高动态性能，适用于需要频繁启动和变速的场合。
3. 高可靠性：永磁同步电机不需要外部激励，减少了绕组的损耗，使得其具有较高的可靠性和长寿命。
永磁同步电机的原理及结构
永磁同步电机的原理及结构永磁同步电机是一种利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场进行传动的电机。
其原理是通过将永磁体与定子绕组分布在转子上，通过电流激励在定子产生的旋转磁场与永磁体产生的磁场相互作用，从而实现电能转换为机械能。
下面将详细介绍永磁同步电机的原理及结构。
一、原理1.磁场产生原理永磁同步电机的转子上安装有永磁体，通过永磁体产生的磁场与定子绕组产生的磁场进行作用，从而实现电能转换为机械能。
定子绕组通过三相对称供电，产生一个旋转磁场。
而永磁体则产生一个恒定的磁场，其磁极与定子绕组的磁极相对应。
这样，当定子旋转磁场的南极与永磁体磁极相对时，两者之间的磁力相互作用将会产生转矩，从而驱动转子旋转。
2.同步运动原理永磁同步电机的转子与旋转磁场同步运动，即转子的转速与旋转磁场的转速保持同步。
这是由于永磁体的磁极与定子绕组的磁极相对应，当旋转磁场改变磁极方向时，永磁体中的磁通也会随之改变方向。
为了保持稳定的运行，要求转子与旋转磁场之间存在一个同步角度，即定子的旋转磁场需要在转子上形成一个旋转磁场，从而使转矩产生作用。
二、结构1.转子：转子是永磁同步电机的旋转部分，一般由转子心、永磁体、轴承等组成。
转子心一般采用铁芯结构，并安装有永磁体，通过永磁体产生的磁场与定子产生的旋转磁场相互作用，从而实现电能转换为机械能。
2.定子：定子是永磁同步电机的静态部分，一般由定子铁芯和定子绕组组成。
定子绕组通过三相对称供电，产生一个旋转磁场。
定子铁芯一般采用硅钢片制作，用于传导磁场和固定定子绕组。
3.永磁体：永磁体是永磁同步电机的关键部分，一般采用钕铁硼（NdFeB）等高强度磁体材料制成。
永磁体产生的磁场与定子产生的旋转磁场相互作用，从而实现电能转换为机械能。
4.轴承：轴承用于支撑转子的旋转，并减小摩擦损耗。
常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承等。
5.外壳：外壳用于保护永磁同步电机的内部结构，并提供机械稳定性。
外壳通常由金属或塑料制成，并具有散热和防护功能。
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交流永磁同步电机结构与工作原理2.1.1交流永磁同步电机的结构永磁同步电机的种类繁多,按照定子绕组感应电动势的波形的不同,可以分为正弦波永磁同步电机(PMSM)与梯形波永磁同步电机(BLDC)【261。
正弦波永磁同步电机定子由三相绕组以及铁芯构成,电枢绕组常以Y型连接,采用短距分布绕组;气隙场设计为正弦波,以产生正弦波反电动势;转子采用永磁体代替电励磁,根据永磁体在转子上的安装位置不同,正弦波永磁同步电机又分为三类:凸装式、嵌入式与内埋式。
本文中采用的电机为凸装式正弦波永磁同步电机,结构如图2一l所示,定子绕组一般制成多相,转子由永久磁钢按一定对数组成,本系统的电机转子磁极对数为两对,则电机转速为n=60f／p,f为电流频率,P为极对数。
图2一l凸装式正弦波永磁同步电机结构图目前,三相同步电机现在主要有两种控制方式,一种就是她控式(又称为频率开环控制);另一种就是自控式(又称为频率闭环控制)[27】。
她控式方式主要就是通过独立控N#l-部电源频率的方式来调节转子的转速不需要知道转子的位置信息,经常采用恒压频比的开环控制方案。
自控式永磁同步电机也就是通过改变外部电源的频率来调节转子的转速,与她控式不同,外部电源频率的改变就是与转子的位置信息就是有关联的,转子转速越高,定子通电频率就越高,转子的转速就是通过改变定子绕组外加电压(或电流)频率的大小来调节的。
由于自控式同步电机不存在她控式同步电机的失步与振荡问题,并且永磁同步电机永磁体做转子也不存在电刷与换向器,降低了转子的体积与质量,提高了系统的响应速度与调速范围,且具有直流电动机的性能,所以本文采用了自控式交流永磁同步电机。
当把三相对称电源加到三相对称绕组上后,自然会产生同步速的旋转的定子磁场,同步电机转子的转速就是与外部电源频率保持严格的同步,且与负载大小没关系。
2.1.2交流永磁同步电机的工作原理本系统采用的就是自控式交直交电压型电机控制方式,由整流桥、三相逆变电路、控制电路、三相交流永磁电机与位置传感器构成,其结构原理图如图2—2所示。
在图2—2中,50HZ的市电经整流后,由三相逆变器给电机的三相绕组供电,三相对称电流合成的旋转磁场与转子永久磁钢所产生的磁场相互作用产生转矩,拖动转子同步旋转,通过位置传感器实时读取转子磁钢位置,变换成电信号控制逆变器功率器件开关,调节电流频率与相位,使定子与转子磁势保持稳定的位置关系,才能产生恒定的转矩,定子绕组中的电流大小就是由负载决定的。
定子绕组中三相电流的频率与相位随转子位置的变化而变化的,使三相电流合成一个与转子同步的旋转磁场,通过电力电子器件构成的逆变电路的开关变化实现三相电流的换相,代替了机械换向器。
图2—2自控式电机结构原理图正弦波永磁同步电机属于自控式电机,只就是电动机的定子反电势与电流波形均为正弦波,并且保持同相,其可以获得与直流电机相同的转矩特性,而且能实现恒转矩的调速特性。
本位置伺服系统就是通过正弦波永磁同步电机来实现位置伺服功能的。
2.1.3旋转式编码器由自控式正弦波PMSM构成的伺服系统,需要实时检测电机转子的位置及转速,本系统就是通过旋转编码器来获取相关的信息。
根据编码器的工作原理不同可分为磁性编码器与光学编码器,而根据编码器的输出信号的不同又分为增量式(incremental)与绝对式(absolute)编码器两种。
绝对式编码器可以直接测得转子的绝对位置,每次为检测到转子的位置提供一个独一无二的编码数字值。
绝对式型编码器(旋转型)码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线⋯⋯编排,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码,这就称为n位绝对编码器。
这样的编码器就是由光电码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
增量式编码器每次只能返回转子的相对位置。
增量型只能测角位移(间接为角速度)增量,以前一个时刻为基点。
光电式增量式编码器(旋转型)由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射与接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相脉冲信号相差90度,可通过比较A相在前还就是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。
编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5～10000线。
光学增量式编码器与磁性增量式编码器,输出信号信息基本上一样的。
光学编码器的主要优点就是对潮湿气体与污染敏感,但可靠性差,而磁性编码器不易受尘埃与结露影响,同时其结构简单紧凑,可高速运转,响应速度快(达500～700kHz),体积比光学式编码器小,而成本更低【28】。
本系统采用的就是旋转式增量磁性编码器,其适应环境能力强,响应速度快,非常适用于在高速旋转运动中检测电动机的速度与位置。
2.2交流永磁同步电机的数学模型正弦波PMSM定子与普通的电励磁的三相同步电机就是基本一样的,并且反电动势也就是正弦波,那么其数学模型与电励磁的三相同步电机也就是一样的。
在定子通三相绕组瞬时电流,如图2—3所示。
三相定子绕组流过平衡电流分别为ia,ib,ic,在空间上互差120。
,瞬时电流表达式如下:(2—1)式中Im为电流最大值。
图2—3三相瞬时电流图图2-4对称三线绕组电机的三相对称绕组如图2—4所示,在定子静止三相坐标系下,建立电机的定子(2-2)式2-2中,％、％、甜。
就是定子三相绕组相电压;o‘、‘就是定子三相绕组相电流;鲴,(pb,鲈就是三相定子绕组的磁链;r就是定子三相绕组阻抗。
磁链方程为【29】:(2-3)式2—3中乞,厶,三c分别就是三相绕组的自感;厶=厶。
,k=乞,k=k分别就是两相绕组间的互感;纷就是永磁转子的磁链,秒=rot+岛就是转子与三相静止坐标系a轴的夹角,皖为转子的初始位置。
为了简化分析,现作如下假定:1)电机铁磁部分的磁路为线性,不计饱与,剩磁,磁滞与涡流的影响;2)定子三相绕组对称且为集中式绕组;3)忽略电枢反应对气隙磁场的影响;这样就可使各相绕组的自感与互感与转子的位置角无关,且永磁同步电机的三相绕组就是对称分布,星形联接,则厶=厶=t=三,k=k=z-aac=乞=k=k=M,三与M都为常量,乞+‘+之=0,由此整理磁链方程如下:(2-4)(2-5)(2-6)式2.5中国就是同步角速度。
根据三相绕组的感应电动势方程2—5可得出,每相绕组的感应电动势e a、％、巳就是时变的,同样三相对称电流都也就是时变的,所以系统的输出转矩时变并且各个参数耦合紧密,使整个系统的转矩控制复杂实现困难。
交流电机的矢量控制理论提出,就是电机控制理论的第一次质的飞跃,使得交流电机的控制跟直流电机控制一样简单,并且能获得较好的动态性能。
矢量控制基本思想就是:在转子磁场定向坐标上,将电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量与产生转矩的转矩电流分量,并使两个分量相互垂直与独立,这样就可以分开调节,实现了交流电机控制的解耦【30I,此旋转坐标系也称为d-q坐标系,d轴固定在转子磁势轴线上,q轴位于d轴逆时针方向旋转90。
的电角度上,图2—5就是极对数为2的旋转坐标系。
另外,定子绕组中的三相电流就可以通过一个空间矢量电流来表示,表达式如下:(2-7)式中o‘、之三相电流的有效值为I、角频率为彩的,则表达式2—7可以化简成:(2-8)这样i就可以瞧作就是一个以角速度缈旋转的矢量,如图2.5所示。
图2—5旋转坐标系图2—6静止坐标系一旋转坐标系如果要把定子绕组中的三相电流转换到d-q坐标系上,完成输出转矩控制。
首先,要把三相交流电流所在的三相静止坐标系转换到两相静止的坐标系口一∥。
在固定的定子上建立口一∥轴坐标系,口轴与a相重合,口轴逆时针旋转90。
为∥轴,转换到两相静止坐标系的表达式如下:(2-9)在PMSM系统中,定子绕组采用Y型连接,则／o=0。
然后,再由静止的口一∥轴坐标系转换到d-q坐标系,如图2—6所示,转换表达式为:(2-10)式中目就是两个坐标系的夹角。
根据式2.10推导,可以得出d-q坐标系与三相静止坐标系之间的转换关系如下:(2-11)坐标变换对于电压矢量仍然适用,由三相静止坐标系变换到d-q轴坐标系后,定子电压方程表达式为:(2-12)式2—12中,,.为交、直轴阻抗;‘、乞为定子电流矢量f的直轴、交轴分量; P微分算子;％、％交、直轴磁链。
交流永磁伺服电机定子磁链方程为:(12-13)式2-13中,盼为转子永磁体产生的磁链;厶、厶为电动机的交、直轴电感;把定子磁锛方程代入定子申.压方稗得:(2-14)通过坐标转换后,电机的转矩方程可以表示为:(2-15)将磁链方程代入后得:(2-16)式2—16中n就是极对数5在转子参考坐标中,若取d轴为虚袖.取q轴为实轴,则在这个复平面内,可将定子电流空间矢量f表示为:(2-17)f与q轴的夹角为盯,则:(2-18)综上整理转矩方程得:(2-19)仃角实质上就是定子三相绕组合成旋转磁场的轴线与转子磁场轴线间夹角。
在上式中,括号内第一项就就是由这两磁场相互作用所产生的电磁转矩,如图2—7中曲线l所示;括号内第二项称为磁阻转短(曲线2),它就是由凸极效应引起的∞¨,并与两轴电感参数的差值成正比。
2—7凸极同步电机矩角特性图2—8凸装式永磁同步电机矩角特性本系统采用的就是凸装式转子永磁同步电动机,所以Ld=Lq,于就是电磁转矩可以简化为:(2-20)式中不包含磁阻转矩项,电磁转矩仅与定子电流的交轴分量有关。
当时盯:互,每2单位定子电流产生的电磁转矩值最大,如图2—8所示,本系统通过‘=0控制,使仃=三2,这样转矩响应仅与定子矢量电流成正比。